Пристрій затримки увімкнення та захисту гучномовців
При включенні живлення конденсатори випрямляча починають заряджатися, що в цей момент позначається на УНЧ - на акустичні системи короткочасно потрапляє постійна напруга. Щоб уникнути цього потрапляння, потрібна схема нескладного реле часу, яке зробить затримку підключення акустичних систем на 0,5-1 секунду.
По-друге - з УНЧ може статися всяке, наприклад, від перевантаження може згоріти один з транзисторів в УНЧ і на колонки надійде постійна напруга досить великої величини, що може спалити НЧ динамічну головку або вивести з ладу частину фільтра ваших колонок. Щоб виключити подібні інциденти потрібна схема, що контролює напругу на виході УНЧ і у разі появи проблем, що відключає акустичні системи від УНЧ.
Принципова схема
Крім того, що схема виконує всі пункти, про які я згадував вище, вона побудована з використанням всього двох транзисторів і забезпечує надійний захист акустичних систем для двох каналів підсилювача низької частоти.
Рис.1. Схема пристрою затримки увімкнення та захисту акустичних систем (АС).
Опис схеми та журналу
Далі я наведу дослівний опис із журналу радіо, там усе викладено коротко і зрозуміло.
Принципова схема пристрою затримки увімкнення та захисту АС показана на малюнку вище. Воно складається з вхідного ФНЧ R1 R2C1, реле часу на транзисторі VT1 та елементах R1-R4, С1 та ключа на транзисторі VT2. У момент включення живлення конденсатор С1 починає заряджатися через резистори R1,R2. Протягом часу заряджання транзистор VT1 буде відкритий, VT2 закритий і струм через обмотку реле не потече.
Резистор R3 усуває вплив базового струму транзистора VT1 на зарядку конденсатора та збільшує позитивний поріг спрацьовування пристрою захисту. Коли конденсатор зарядиться, напруга на базі транзистора VT1 впаде і він закриється, а пов'язаний з ним ключовий транзистор VT2 відкриється через обмотку реле К1 по тече струм.
Реле спрацює, і його контакти К1.1 і К1.2, що замкнулися, підключать гучномовці до підсилювача. Затримка включення дорівнює приблизно 4 с.
Якщо на якомусь із виходів підсилювача з'явиться постійна напруга позитивної полярності, це призведе до часткової розрядки конденсатора С1, відкриття транзистора VT1 і закриття транзистора VT2. Внаслідок цього струм через обмотку реле припиниться і його контакти відключать гучномовці від підсилювачів.
Якщо ж на виходах останніх з'явиться постійна напруга негативної полярності, воно безпосередньо через діод VD1 надійде на базу транзистора VT2, закриє його і таким чином знеструмить реле К1, контакти К1.1, К1.2 якого розімкнуться і знову відключать гучномовці від підсилювача.
Діоди VD1-VD2 обмежують максимальну негативну напругу на базі вхідного транзистора VT1 на рівні 1,3 В. Хоча і в режимі захисту гучномовців, і в режимі затримки їх включення конденсатор С1 заряджається через ті самі ланцюги, час спрацьовування захисту на порядок менше, оскільки для цього конденсатор повинен змінити свій потенціал лише на кілька вольт. Пороги спрацьовування захисту становлять трохи більше ±4 У.
Правильно виготовлений пристрій починає працювати одразу і налаштування не вимагає. Діоди можна застосувати будь-які кремнієві. Інші елементибажано застосувати ті, що вказані у схемі. Реле К1-РЕМ-9, паспорт РС4.524.200 з опором обмотки приблизно 400 Ом.
Підійде і будь-яке інше реле, яке спрацьовує при вибраній напрузі живлення, але в цьому випадку потрібно підібрати резистор R4, від якого залежить негативний поріг захисту спрацьовування. Пристрій працездатний при зміні напруги живлення в межах 20. 30 В. При іншій напругі живлення потрібно буде змінити опір резистора R4.
Недоліком цього пристрою є необхідність живлення його від джерела з пульсаціями не більше 1 В, інакше можливі помилкові спрацьовування.
Зауваження щодо схеми
Залежно від того, яке напруга живлення схеми (20. 30В) доведеться підібрати реле з обмоткою розрахованої на дану напругу спрацьовування, тут головне надійне спрацьовування і щоб котушка не перегрівалася від перенапруги. У себе я знайшов пачку РЕМ-48 з різними паспортами, погортавши довідник я вибрав ті, що мені підходять по напрузі.
До кожної схеми я додав ще резистор R5 та висновок для підключення світлодіода VD4, який сигналізуватиме про спрацювання захисту. Вони підключені до колектора та емітера транзистора VT2.
Таким чином, при спрацюванні захисту транзистор VT2 закриється і напруга через реле і резистор надійде на світлодіод - що сигналізуватиме про спрацювання.
Також при включенні схеми поки працює реле часу, світлодіод світиться, а потім при переході захисту в робочий режим він гасне. Виходить проста індикація, якої цілком достатньо, щоб відстежити стан захисту.
Деталі та налаштування
Друковані плати проектував по-старому:
Мал. 2. Розведення друкованої плати олівцем та розстановка компонентів
В результаті мноюбуло виготовлено два екземпляри даного пристрою (2+2 канали), ось що вийшло:
Рис.3. Готові пристрої затримки увімкнення та захисту акустичних систем
Опір гасить резистора R5 * (гасить струм, що протікає через світлодіод) підбирається експериментально. Для цього можна застосувати змінний резистор на 2-3ком включений замість R5. Виставляємо ручку резистора в положення з найбільшим опором, подаємо на схему живлення, а на її вхід - постійну напругу від іншого блоку живлення, щоб схема спрацювала і знеструмилося реле.
Обертаючи ручку змінного резистора необхідно досягти досить яскравого світіння світлодіода VD4 в момент коли транзистор VT2 закритий і живлення на світлодіод йде через обмотку реле К1. Потім цей резистор відпоюємо та вимірюємо його опір, впаюємо у схему постійний резистор з таким же опором.
Ще один варіант - зразковий розрахунок за формулою на основі закону Ома:
R_резистора = (U_живлення - U_світлодіода) / I_світлодіода.
- R - опір в Омах.
- U - напруга, у Вольтах,
- I - Струм, в Амперах.
Приймемо що живлення схеми захисту у нас 22В, а робоча напруга світлодіода - 2,5В зі струмом 15мА:
R = (22В – 2,5В) / 0,015А = 1300 Ом.
Оскільки струм через світлодіод у схемі протікатиме також через обмотку реле, то світіння буде менш яскравим якби замість реле був просто провідник, але цього достатньо для індикації стану. Важливо, щоб струм через світлодіод не перевищував струм спрацьовування/відпускання реле.
Я розмістив хустки в корпусі підсилювача якомога ближче до плат УМЗЧ та вихідних клем АС (на задній панелі), це потрібно щоб максимально скоротити довжину з'єднувальних провідників від УНЧ до захисту та до клемпідключення АС.
На завершення
Ось і все, що я хотів вам розповісти про систему захисту АС в моєму підсилювачі Phoenix-P400. Ця схема захисту АС зарекомендувала себе дуже добре і працює безвідмовно.
Захист також може спрацьовувати при значних стрибках напруги в мережі 220В, оскільки йде перешкода в ланцюгах живлення УНЧ та на його виході – врятуй та збережи наші АС!
UPD: Назар Синичак надіслав змальовану друковану плату в SprintLayout: Завантажити
UPD: Олександр Мезько надіслав друковану плату до SprintLayout для використання разом із реле РЕМ-9: Завантажити
UPD: Юрій Глушнєв також надіслав свою версію друкованої плати під реле РЕМ-9: Завантажити